高压电缆隧道智能巡检机器人控制系统研发

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1、硕士学位论文高压电缆隧道智能巡检机器人控制系统研发Researchanddevelopmentofintelligentinspectionrobotcontrolsystemforhighvoltagecabletunnel作者姓名：吴伟导师（职称）：邓三鹏教授学科（专业）：机械工程提交论文日期：2016年1月分类号：学校代码：10066密级：学号：03M080613033高压电缆隧道智能巡检机器人控制系统研发Researchanddevelopmentofintelligentinspectionrobotcon

2、trolsystemforhighvoltagecabletunnel作者姓名：吴伟导师（职称）：邓三鹏教授一级学科：机械工程学科（专业）：机械工程年级：2013级提交论文日期：2016年1月学位授予单位：天津职业技术师范大学i独创性声明声明：本人所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津职业技术师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文

3、中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津职业技术师范大学有关保留、使用学位论文的规定，特授权天津职业技术师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，允许论文被查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日ii摘要日常巡检是高压电缆隧道可靠运行的保证，在保障高压电

4、缆隧道正常生产、安全运行方面具有极其重要的作用。然而高压电缆隧道的特殊环境使得传统人工巡检效率低下，并伴随人身安全威胁。因此，高压电缆隧道内常规而频繁的实时监测、巡检方案刻不容缓。本文分析了高压电缆隧道智能巡检机器人控制系统需求，以STM32单片机为核心构建了高压电缆隧道智能巡检机器人的硬件系统，基于VisualBasic集成开发环境开发了远程监控中心监控软件，为高压电缆隧道智能巡检机器人控制系统的实用化奠定了基础。本文主要工作如下：1.阐述了课题提出的目的和意义，对电缆隧道巡检机器人的国内外发展现状进行了分析，对该

5、领域目前存在的主要问题进行了分析，并提出了解决的办法。2.对高压电缆隧道智能巡检机器人进行系统需求分析，对总体控制方案及各功能模块电路进行硬件设计。以STM32单片机为核心构建了高压电缆隧道智能巡检机器人硬件系统，开发了无刷直流电机驱动模块、环境气体采集模块、无线通信模块、超声波防碰撞模块、摄像头模块和数据存储模块。3.采用泄漏同轴电缆的通信方式设计了高压电缆隧道智能巡检机器人的无线通信系统，对泄漏电缆类型、参数进行选择，并对其构成的通信线路作链路计算，最后通过校核初步设计的泄漏同轴电缆分布系统，来判断其是否满足正常

6、的通信要求。4.开展基于磁耦合谐振式的机器人无线充电技术的研究，对无线电能传输系统建模，根据其电路模型构建了磁耦合谐振式无线电能传输的硬件系统，并通过控制变量法的实验研究了驱动信号频率、占空比和线圈间距对无线电能传输系统中负载功率和传递效率的影响。5.开发高压电缆隧道智能巡检机器人的软件系统，包括巡检机器人软件系统方案设计与巡检机器人监控界面设计，最终实现巡检机器人的自动巡检及远程监控功能。关键词：巡检机器人，硬件系统，无线通信，无线电能传输，软件系统iiiAbstractDailyinspectionisthegu

7、aranteeofthereliableoperationofhighvoltagecabletunnel,itplaysanextremelyimportantroleinthesafeoperationandnormalguaranteeofproduction.However,withpersonalsecuritythreats,thetraditionalmanualinspectionefficiencyistoolow,Becauseofthis,thereal-timeandregularmonito

8、ringofhighvoltagecabletunnelareinurgent.Thispaperanalyzessystemdemandforcontrolofhighvoltagecabletunnelintelligentinspectionrobot,thehardwaresystemofhighvoltagecabletunnelIn